细菌漆酶的生物信息学分析

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶。本研究利用生物信息学分析工具对细菌的漆酶蛋白序列的基本性质、保守结构域、系统发育树以及结构等进行了分析。所分析细菌主要分布在变形菌门、放线菌和厚壁菌门。细菌漆酶的物理化学性质相似,但不同细菌来源的漆酶之间序列相似性较低,但其仍然具有容易识别的保守结构域特征。二级结构及三级结构具有明显的相似性。细菌漆酶的生物信息分析为其功能研究及在其他微生物中研究该类酶提供了基础。     

细菌漆酶的研究及应用进展北大核心CSCD

漆酶作为一种绿色环保的多酚氧化酶类,目前被广泛地应用于染料降解、造纸等领域。细菌漆酶与真菌漆酶相比,有更好的热稳定性和更宽的最适pH范围。因此,在工业应用方面更具优势与潜力。综述细菌漆酶的来源、分布、分子结构等基本信息,以及目前细菌漆酶发酵生产水平,并对固定化细菌漆酶进行总结。此外,对细菌漆酶在染料废水、电化学应用及造纸等工业生产方面的应用作简要的介绍。     

真菌漆酶基因研究进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,也是木质素生物合成的关键酶之一,目前已发现多种生物能产生漆酶,包括植物、真菌、昆虫、细菌等。其中,以真菌中的白腐菌研究最多。近年来,由于漆酶在生物漂白、农作物秸秆利用以及环境垃圾处理方面具有广阔的应用前景,漆酶研究越来越受到国际上的重视。同时,随着分子生物学相关技术的发展,漆酶研究已深入基因水平,已有多种漆酶基因获得克隆,一些漆酶基因也实现了异源表达。本文概述了真菌漆酶基因研究的最新进展。     

芽胞杆菌漆酶的研究进展

芽胞杆菌漆酶具有耐高温、适宜碱性条件的特性,是细菌漆酶的典型代表,其潜在工业化应用价值极高。枯草芽胞杆菌的芽胞外衣蛋白CotA是目前研究得最深入的细菌漆酶,其三维结构及催化机理与其他漆酶类似,但其催化部位的结构与其他漆酶差异较大。同时,近年来科研工作者们还发现了很多其他类型的芽胞杆菌漆酶。本文从结构特征、催化特性、酶学性质和应用四个方面阐述芽胞杆菌漆酶的特点及近年来的最新研究进展,并对其前景进行展望。     

真菌漆酶性质、分子生物学及其应用研究进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶。目前发现多种生物能够产生漆酶,包括植物、真菌、昆虫和细菌等,其中,以真菌中的白腐真菌研究最多。由于漆酶在生物漂白、农作物秸秆利用以及环境污染处理等方面具有广阔的应用前景,漆酶研究受到越来越多的关注。同时,随着分子生物学技术的发展,漆酶研究已经深入到基因水平,多种漆酶基因已经成功获得克隆,一些漆酶基因也实现了异源表达。现针对真菌漆酶的生物学性质、分子生物学及其应用的研究进展进行了概括总结,并对其前景进行了展望。     

真菌漆酶的性质、生产及应用研究进展

作为一种含铜的多酚氧化酶,真菌漆酶比细菌漆酶、植物漆酶等具有更好的热稳定性、金属离子耐受性及更高的底物催化氧化性,在工农业及环境领域的应用中得到了较高的关注。目前普遍认为,限制漆酶广泛应用的因素在于漆酶的生产规模、成本与性质。真菌漆酶的生产模式包括固态发酵和液体发酵,工业生产基本以液体发酵为主。除了在染料脱色、染织废水处理、纸浆漂白等过程中的应用,最新的研究不断拓展了漆酶新的用途,对近年来真菌漆酶的发酵生产、酶学性质及应用研究中的最新结果进行了概述。     

一株产漆酶细菌的分离鉴定及酶学性质研究

[目的]分离获得产漆酶的细菌菌株,研究漆酶的酶学性质并应用于染料脱色.[方法]利用含铜的富集培养基筛选产漆酶细菌;通过形态特征、生理生化试验及16SrDNA序列分析等方法进行鉴定;以丁香醛连氮为底物测定漆酶的酶学性质;通过测定染料在最大吸收波长下吸光值的变化评价漆酶对染料的脱色效果.[结果]从森林土壤中筛选到一株漆酶高产菌株LS05,初步鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);菌株LS05的芽孢漆酶以丁香醛连氮为底物的最适pH为6.6,最适温度为70℃;该酶具有较好的稳定性,经70℃处理10h或在pH 9.0条件下放置10d后可保留活性.对抑制剂SDS和EDTA具有一定的抗性,在碱性条件下可有效脱色不同的工业染料,RB亮蓝、活性黑和靛红1h内的脱色率达93％以上.[结论]Bacillus amyloliquefaciens LS05的芽孢漆酶在高温和碱性条件下稳定性强,相对于真菌漆酶具有更好的工业应用特性,可有效用于工业染料废水的处理.     

黏细菌漆酶序列筛选及其重组酶酶学性质

漆酶是一种应用广泛的绿色环保的多酚氧化酶。漆酶过去被认为广泛存在于植物、昆虫和真菌中,而近年来,越来越多的细菌中也发现了漆酶的存在。黏细菌是一类重要的资源菌,但与一般细菌相比,较难分离和纯化。文中利用生物信息学的方法,综合应用Blast和隐马尔可夫模型方法对黏细菌蛋白质组数据库进行搜索,并根据多铜氧化酶的保守铜离子结合位点进行进一步筛选,获得30个候选黏细菌漆酶序列。挑选其中9个,在大肠杆菌中进行重组表达。利用2,6-甲氧基苯酚(DMP)等常用漆酶底物检测重组酶的催化氧化活性,其中7个重组蛋白具有漆酶催化活性。选择1个对2,6-甲氧基苯酚(DMP)具有较高氧化活性的重组酶(命名为rSC-2),通过Ni-NTA亲和层析柱纯化rSC-2,测试其酶学性质。纯化的rSC-2蛋白分子量约57 kDa,在最适反应条件下,rSC-2催化DMP反应的比酶活为0.27 U/mg。催化DMP反应的最适温度为60℃,最适pH为7.0。rSC-2在pH 7.0-8.0有较高酶活,在60℃孵育1 h保留50%以上剩余酶活。低浓度的Ca~(2+)对酶活有一定的促进作用,而较高浓度的Fe~(3+)、Co~(2+)、Ba~(2+)对酶活的抑制作用较明显。这是首次对黏细菌漆酶序列进行系统性的生物信息学分析,并实现纤维堆囊菌Sorangium cellulosum序列来源的漆酶活性蛋白在大肠杆菌细胞中重组表达。     

真菌漆酶及其介体系统：来源、机理与应用

漆酶是一类含铜氧化酶,广泛分布于植物、真菌、细菌、昆虫中,它们能够高效催化芳香族和非芳香族化合物氧化降解,并最终将分子氧还原为水作为副产物。一些小分子介体能够进一步提高漆酶的降解底物范围、催化效率和稳定性。它们与漆酶构成漆酶/介体系统（laccase mediator systems, LMS）,能够更有效地降解非酚类、多环芳烃类等难降解化合物,在造纸制浆与漂白、染料脱色、环境脱毒等领域有着巨大的应用前景,成为近年来的研究热点之一。对漆酶的来源与功能、真菌漆酶结构与反应机理、介体类型与作用机理、LMS的应用进行了综述,以期为漆酶的应用研究提供参考。     

真核生物来源漆酶的异源表达研究进展

漆酶属于多铜氧化酶家族中的一种,广泛存在于昆虫、植物、真菌和细菌中。由于其作用的底物范围较广,因此在纺织、制浆、食品以及木质素的降解等方面有广阔的应用前景。但是自然界中的漆酶存在表达量和酶活低、高温易失活等问题,限制了它的应用。对漆酶进行大量高效的异源表达,是解决这一问题的有效途径。近年来,越来越多不同来源的漆酶基因被克隆,并在不同宿主中异源表达。但这些大多局限于实验室研究,还未达到工业化生产的水平。笔者对真核生物来源漆酶的异源表达研究进展进行综述,重点介绍了真核生物来源的漆酶在不同表达系统中的异源表达情况以及在酵母细胞中表达漆酶时提高表达量和酶活性能的方法,以期为研究者们提供参考。